Analyse expérimentale et modélisation du transfert de matière et du ...

Chapitre 4 : Simulation de l’hydrodynamique et du transfert de masse dans les écoulements de types zone de mélange diphasique161514exp x= 50 cmZDM2SIM0ZDM2SIM1ZDM2SIM2conc O 2(mg/l)131211109-0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15y (m)Figure 4. 56 : Profils de la concentration moyenne d’oxygène dans la section à x=50 cm dans les troissimulations. Comparaison avec les données expérimentales.4.7 Conclusions du chapitre 4La mise en œuvre du modèle à deux fluides dans la simulation des écoulementsdiphasiques de zone de mélange à faible et à fort taux de vide nous a permis tout d’abordde tester le modèle de turbulence dans des écoulements inhomogènes où la pseudoturbulenceest importante. Un test de sensibilité a permis de montrer que le rôle de laturbulence et des forces interfaciales est important en ce qui concerne la prédiction de ladistribution des phases. Ce résultat était connu, mais se confirme, et montre que dans lazone de mélange il serait intéressant de mettre en œuvre un modèle de dispersion desbulles, quitte à tester un modèle de type Tchen-Hinze avec les différentes échelles de laturbulence introduites par le modèle. Dans nos écoulements, nous pensons que les écartsobservés entre l’énergie cinétique turbulente mesurée et les résultats du modèleproviennent de la formulation de l’équation de k S. Nous souhaitons tester une autreformulation de cette équation qui prenne en compte un terme source où la puissance de laforce de masse ajoutée intervient mais est reformulée. L’écoulement zdm2, dans lequel deforts gradients des vitesses relatives et de fortes accélérations ont été observés noussemble adéquat pour tester cette proposition. La qualité des prévisions du champhydrodynamique dans les deux cas, permet d’avoir une bonne reproduction des champsde concentration avec le modèle de Brauer (1979) pour le coefficient de transfertinterfacial de masse. La loi qui donne ce coefficient est proche de celle applicable dans lecas d’une bulle isolée. Mais dans l’essai zdm2, comme la vitesse relative dépend du tauxde vide, une modulation du coefficient de transfert de masse par le taux de vide est donc150